Giriş

Kredi kartınızla online ödeme yapmak istemiyorsanız veya sorun yaşıyorsanız banka havalesi veya eft yolu ile ödeme yapabilirsiniz.

Ödeme Bilgileri

İş Bankası Yenişehir Şubesi (4218) 5110 No‘lu Hesap (IBAN TR490006400000142180005110)

Açıklama kısmına almak istediğiniz yayın/yayınların adını yazınız.

Ödeme yaptıktan sonra dekontu (0312) 417 38 18 No�lu faksa veya emo@emo.org.tr e-posta adresine gönderiniz.

Yayınımız ücretini ödemenizden sonra size pdf veya epub biçiminde e-posta ile tek kullanımlık link gönderilecektir. Link ile ilgili sorununuzda lütfen emo@emo.org.tr adresine eposta gönderiniz. Tarafınıza ayrıca baskılı bir kopya gönderilmeyecektir. 

Sunuş

Sıcaklık doğrudan ölçülemeyen bir özellik olmakla birlikte ölçümü direnç, hacimsel genleşme ve buhar basıncı gibi sıcaklıkla ilişkili fiziksel olaylara dayalı olarak belirlenir. Birçok sıcaklık ölçüm tekniği mevcuttur. Bunlar ölçümün yapılacağı ortam ve cihaz arasındaki yakınlığa göre sınıflandırılabilir.

Akışkanlarda sıcaklık ölçümü, sıvılı cam termometre, termokuplör ya da dirençli termometre gibi sıvıya gömülebilen sensörlerle yapılabilir. Kızılötesi termometrelerle de sıvı sıcaklıkları ölçülebilir. Ancak bu yöntemlerin kullanımı yüzey emisyonu ve şeffaflık derecelerindeki dengesizlik yüzünden daha zordur.

Katı bir cismin sıcaklığı ölçülmek istendiğinde de, cisimde sensörün yerleştirileceği bir delik açılır. Sensör cisimle ısıl dengeye ulaşıncaya kadar bekletilir. 

Sıcaklık hem termodinamik bir özellik, hem de bir ölçü birimidir. Ölçümü sağlık uygulamalarından ısı makinelerinin termodinamik olarak geliştirilmesine kadar pek çok uygulama için büyük önem taşır. Günümüz sensör pazarının yaklaşık  %80`ini sıcaklık ölçüm teknik ve cihazları oluşturmaktadır. Sıcaklık ölçme yöntemleri ve cihazları çok çeşitlilik gösterir. Dirençli termometreler ve Termokuplör (Isıl Çift) gibi nüfuz veya temas tekniklerinin yanında, kızıl ötesi detektörleri gibi farklı teknikler de mevcuttur. Ayrıca optik yöntemler ve mikro boyutlu üretimdeki gelişmeler sayesinde eşevreli anti-Stokes Raman saçılması ve ince-film transdüserler gibi görece olarak daha yeni teknikler ve cihazlar da bulunmuştur. Bu kitabın amacı, sıcaklık ve sıcaklık ölçümüyle ilgili kavramları tanıtmak, sıcaklık ölçümü teknik ve cihazlarını anlatmak ve belirli bir uygulama için kullanılacak sıcaklık ölçüm tekniğinin doğru seçilmesini sağlamaktır.

Sıcaklık kavramı, tanımı ve pratik modelleme yöntemleri bu notların ilk bölümünde anlatılmıştır. Hem termodinamik sıcaklık ölçeği, hem de 1990 Uluslararası Sıcaklık Ölçeği dikkate alınmıştır. 2. Bölüm katı ve sıvıların ısıl düzensizlik etkileri de dahil olmak üzere, sıcaklık ölçümünde göz önünde bulundurulması gerekenleri kapsamaktadır. Zamana göre tepki ve faz gecikmesi söz konusuyken, sürekli halde ve geçiş halindeki sıcaklık ölçümlerine de yer verilmiştir. Kalibrasyon, ölçümün belirsizliğiyle ilgili sayısal doğruluğu sağladığından, sıcaklık ölçümü için çok önemlidir. Kalibrasyon bilgisi olmayan bir sıcaklık ölçümü, bazı durumlarda hiçbir değer taşımaz. Kalibrasyon yöntemleri notların 2. bölümünde ve diğer bölümlerde belirli teknik ve sensörlerden bahsedilirken anlatılmıştır. Kalibrasyon ve belirsizliğin ölçülmesiyle ilgili bir kavram olan izlenebilirlik, yani sıcaklık ölçümünün yapılışı sürecinin yönetimi de yine 2. bölümde açıklanmıştır. 

Çeşitli pratik sıcaklık ölçüm teknikleri yine bu notların 3 ila 10. bölümlerinde anlatılmaktadır. Teknikler, ölçüm cihazıyla ölçüm yapılacak ortam arasındaki mesafeye göre sınıflandırılmıştır. 3. ila 7. bölümlerdeki yöntemler ve trandüserin ortamla doğrudan temas halinde olduğu, bir yüzeye gömülmüş termokuplör gibi ‘saldırgan` ölçüm yöntemleridir. 8. bölümdeki teknikler, sıcaklık ölçümü için yüzeyin işlem gördüğü, ancak ölçümün uzaktan izlendiği ‘yarı saldırgan` tekniklerdir. Sıcaklıkla renk değiştiren  termokromik likit kristaller bunlara örnek olarak gösterilebilir. Ortama müdahale edilmeyen -‘saldırgan olmayan`- uzaktan ölçme yöntemleri 9 ve 10. bölümlerde anlatılmıştır.

Sıcaklık ölçümüyle ilgili bir diğer kavram da ısı akısıdır. Isı akısı ölçümü; akışkanlar mekaniği ve ısı transferiyle ilgili konularda sistemler içindeki ısı transferi miktarını belirlemekte kullanılır. Isı pilleri, tabakalı rezistanslı sıcaklık cihazları veya termokuplörler ve Gardon sayaçları gibi sıcaklık farkı sensörleri; ince-film sıcaklık transdüserleri veya sıcaklığa duyarlı likit kristaller gibi bir ısı dengesi analizi içeren kalorimetrik yöntemler; ısı dengesi sağlamaya yönelik, ısıtıcı kullanılan, sisteme enerji ekleme veya sistemden enerji çıkarma yöntemleri; ısı ve kütle transferi arasındaki benzerlik kullanılarak ilişkilendirilebilen kütle ölçüm yöntemleri yaygınca kullanılan tekniklerdir. Isı akısı sensörlerinin farklı tepkilerine ve belirli uygulamalarda kullanılabilecek özel tasarımlara 12. bölümde yer verilmiştir.

Bu notların ana çerçevesi, sıcaklık ölçüm yöntemleri ve belirli sensörlerle ilgili fiziksel olayların tanımlanması ve açıklanmasıdır. Böyle bir yaklaşımla, geliştirilen bir ölçüm tekniğinin tüm zayıf ve güçlü yönleri derinlemesine kavranacaktır. Sensörleri anlatmak için diyagramlar, fotoğraflar ve devre şemalarından da yararlanılmıştır. Bu da pratikte faydalı olacaktır. Kullanılan kavramlar ve bunları karşılayan simgeler, metnin içinde ve ayrıca her bir bölümün sonunda tanımlanmıştır.

Bu kitap sıcaklık ölçüm yöntemlerinin anlaşılmasını gerektiren pratik projeler, enstrumantasyon ve süreç denetimi alanlarında çalışanlar teknik adamlar ve fizikle ilgilenenler için hazırlanmıştır. Kitap lisans öğrencileri için ölçme ve enstrumantasyon; sensörler; mekanik ölçme teknolojisi; test ve enstrumantasyon; süreç denetimi konuları için yardımcı olacak uygulamalar içermektedir. Lisansüstü eğitimine devam edenler ve bu alanlarda çalışanlar, daha çok bir deney ya da uygulama amaçlı ürün veya süreç için uygun bir ölçme yöntemi seçme problemiyle karşı karşıyadırlar. Bu notlar, onlar için de bir açıklayıcı ve seçimlerini doğru yapmalarını sağlayacak bir rehber niteliği taşıyacaktır.

Bu notlar, Peter.N.Childs`in Temparature Measurement kitabı ile T.Mackee, Principles and Methods of Temparature Measurements kitapları ile Bejan- Heat Transfer kitabı, How to Guide Most Common Measurements by National Instruments Kataloğu, Practical Thermocuple Measurements Kataloğu ve MEGEP`in Endüstriyel Elektronik Uygulamalar, Metal Teknolojisi Sıcaklık Ölçme notları, Endüstriyel Otomasyon Sıcaklık Ölçme notları ile Doğan İbrahim`in PIC C ile Sıcaklık Projeleri`den yararlanılarak bir araya getirilmiştir. 

Bu notlar hacminden dolayı iki ayrı e-kitap olarak yayınlanmaktadır, RTD-Direnç Termometreleri ile ilgili altıncı bölüm dahil ilk altı bölümü Sıcaklık Ölçme Notları-1 ve ondan sonra gelen Monometrik Termometrelerle başlayan kısımdan sonraki altı bölüm ise Sıcaklık Ölçme Notları-2 olarak yayınlanmaktadır.

Bu notların EMO kanalıyla değerlendirilmesini sağlayan ve yayına katkıda bulunan Sayın Orhan Örücü, Emre Metin ve Hakkı Ünlü`ye teşekkür ederiz.

Yayına Hazırlayan Aydın Bodur

İçindekiler

SICAKLIK ÖLÇME NOTLARI

Önsöz. 404

7.1 Giriş. 407

7.2 Gaz termometreleri 408

7.3 Buhar basıncı termometreleri 418

7.4 Sonuç. 421

8.1 Giriş. 423

8.2 Boyalar 424

8.3 Sıcaklığa duyarlı kalem, topak ve etiketler 438

8.4 Pirometrik koniler, termoskop çubuklar ve Bullers halkaları 444

9.1 Giriş. 452

9.2 Termal radyasyonun temel özellikleri 453

9.3 Detektör sınıflandırması 462

9.4 Spektral bant termometreleri 464

9.5 Toplam radyasyon termometreleri 487

9.6 Oran/çift dalgaboyu/iki-renk termometreleri 492

9.7 Fiber-optik termometreler 494

9.8 Termal görüntüleyiciler 495

9.9 Kalibrasyon. 501

9.10 Seçim.. 506

10.1 Giriş. 511

10.2 Kırılma indeksi metotları 511

10.3 Emilim ve yayılım spektroskopisi 515

10.4 Hat çevirme. 516

10.5 Eşzamanlı Rayleigh ve Raman saçılması 517

10.6 Eşevreli anti-Stokes-Raman saçılması 520

10.7 DFWM - Dejeneratif dört dalga karışımı 522

10.8 Lazerle indüklenen floresans. 522

10.9 Akustik termografi 523

11.1 Giriş. 526

11.2 Uygulamalar 536

11.3 Sonuç. 539

12.1 Giriş. 546

12.1 Termal bozulma. 548

12.3 Diferansiyel sıcaklık ısı akısı ölçüm teknikleri 551

12.4 Kalorimetrik ısı akısı ölçüm teknikleri 562

12.5 Enerji ekleyerek/çıkararak ısı akısı ölçme teknikleri 574

12.6 Kütle transferi analojisi 576

12.7 Ters iletim metotları 581

12.8 Sonuç. 581

EK A.. 584

Isının Özelliği 584

Sıcaklık ve Ölçülmesi 584

Isı Miktarının Ölçülmesi 584

Genleşme ve Büzülme. 586

Hâl Değişimi 586

Isı Transferi 587

Isı ve İş İlişkisi 588

Gazların Basıncı, Hacmi, Sıcaklığı, Ağırlığı ve Gaz Sabitleri Arasındaki İlişki 588

Gazların Genleşmesi 590

Gazların Sıkıştırılması 591

Kapalı Çevrim.. 591

Carnotun Isı Motoru (Nicolas Leonard Sadi Carnot) 591

EK B.. 594

Termokuplör Sıcaklık Sensörleri 594

RTD (Direnç Termometreleri) Sıcaklık Sensörleri 595

Termistör Sıcaklık Sensörleri 596

Termistör Sıcaklık-Direnç Tablosu. 597

Steinhart-Hart Denklemi 597

Termistör Devreleri 599

Sabit Akım Termistör Devresi 600

Sabit Gerilim Termistör Devresi 601

Op-Amp Termistör Devresi 601

Yarı-İletken Sıcaklık Sensörleri 602

EK C.. 603

LED Göstergeli Termometre. 604

Sıcaklık Yanan LED 

LM34 ile Termometre Devresi